PAA/纤维素复合水凝胶的制备及性能研究

发布时间：2021-04-27 14:08

　　在聚丙烯酸（PAA）合成过程中添加细菌纤维素（BC）、微晶纤维素（MCC）溶液,制备不同BC、MCC含量的PAA/BC和PAA/MCC水凝胶复合材料,并考查其吸水性能、保水性能、金属离子吸附性能、热性能、动态力学性能等方面,并对其微观形貌、化学组成与结构等方面进行表征,得出最佳的复合水凝胶配方。实验结果表明,BC、MCC的添加可以有效提高PAA水凝胶的吸水、保水及热性能,并且添加量为0.6wt%时为最好。从红外光谱测试看到加入纤维素之后,羟基峰变强,而且基团峰都大体相似,说明纤维素的加入不会引入新的特征峰。由扫描电镜的结果可以发现,加入纤维素之后的切面部分孔隙明显增多,而且也比较均匀,使得复合凝胶具有了较大的储水空间。将不同配比的丙烯酰胺、丙烯酸单体和纤维素（BC、MCC）进行正交试验。将其混合后共聚制得P（AA-co-AM）/纤维素复合水凝胶。通过进行一系列的实验测试结果表明,在60wt%和70wt%AM/AA的情况下,复合水凝胶的吸水性最高,保水能力较强。在BC含量为0.4wt%时,MCC含量为0.4wt%和0.6wt%时,复合凝胶的的吸水性、保水性、溶胀性能最好,而且加入纤维素的... 

【文章来源】：天津科技大学天津市

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 细菌纤维素（BC）特性简介
        1.1.1 BC的结构与性能
        1.1.2 BC的合成过程
    1.2 BC的应用
        1.2.1 医用材料
        1.2.2 食品工业
        1.2.3 造纸工业
        1.2.4 高级音响设备振动膜
        1.2.5 其它应用
    1.3 BC的研究近况
        1.3.1 BC复合材料的研究近况
        1.3.2 BC材料的发展趋势
    1.4 微晶纤维素的简介及性质
    1.5 微晶纤维素的应用及研究近况
        1.5.1 医药工业
        1.5.2 食品工业
        1.5.3 日化工业
        1.5.4 化工工业
        1.5.5 目前国内外研究进展
    1.6 聚合物凝胶概述
        1.6.1 聚合物凝胶的简介和种类
        1.6.2 聚合物凝胶的性能研究
        1.6.3 聚合物凝胶的应用
    1.7 聚丙烯酸和聚丙烯酰胺水凝胶简介
        1.7.1 聚丙烯酸水凝胶的应用及其研究近况
        1.7.2 P（AA-co-AM）凝胶的特征及其研究进展
    1.8 重金属离子污染的现状及其吸附研究
    1.9 本论文研究的意义及主要内容
        1.9.1 本论文研究的意义
        1.9.2 本论文研究的主要内容
2 材料和方法
    2.1 原料与仪器
        2.1.1 实验原料与试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 实验内容
        2.2.1 BC的培养和后处理
        2.2.2 分散态BC的制备
        2.2.3 PAA/纤维素复合凝胶的制备
        2.2.4 P（AA-co-AM）复合凝胶的制备
        2.2.5 复合凝胶的吸水性能测试
        2.2.6 复合凝胶的保水性能测试
        2.2.7 溶胀动力学的测定
        2.2.8 复合凝胶的吸附性能的测试
        2.2.9 动态力学性能（DMA）测试
        2.2.10 差示扫描量热（DSC）测试
        2.2.11 X射线衍射（XRD）测试
        2.2.12 扫描电镜（SEM）测试
        2.2.13 红外光谱（FTIR）分析
3 结果与讨论
    3.1 PAA/纤维素复合凝胶的吸水及保水性能
        3.1.1 PAA/BC复合凝胶
        3.1.2 PAA/MCC复合凝胶
    3.2 PAA/纤维素复合凝胶的热性能及结晶性能
        3.2.1 PAA/纤维素复合凝胶的DSC测试
        3.2.2 PAA/纤维素复合凝胶的XRD测试
    3.3 PAA/纤维素复合水凝胶的微观形貌分析
    3.4 PAA/纤维素复合水凝胶的红外光谱分析
    3.5 P（AA-co-AM）/纤维素复合凝胶的吸水、保水及溶胀性能
        3.5.1 P（AA-co-AM）/BC复合凝胶
        3.5.2 P（AA-co-AM）/MCC复合凝胶
    3.6 P（AA-co-AM）/纤维素复合凝胶的动态力学性能、热性能及结晶性能
        3.6.1 P（AA-co-AM）/纤维素复合凝胶的DMA测试
        3.6.2 P（AA-co-AM）/纤维素复合凝胶的DSC测试
        3.6.3 P（AA-co-AM）/纤维素复合凝胶的XRD测试
    3.7 P（AA-co-AM）/纤维素复合水凝胶的微观形貌分析
    3.8 P（AA-co-AM）/纤维素复合水凝胶的红外光谱分析
        3.8.1 P（AA-co-AM）/BC复合水凝胶的红外光谱分析
        3.8.2 P（AA-co-AM）/MCC复合水凝胶的红外光谱分析
    3.9 复合凝胶对重金属离子的吸附性能
2+溶液的吸收光谱">        3.9.1 Cu²⁺溶液的吸收光谱
        3.9.2 标准曲线的绘制
2+的吸附动力学测试">        3.9.3 PAA凝胶对Cu²⁺的吸附动力学测试
2+的吸附等温线">        3.9.4 PAA凝胶对Cu²⁺的吸附等温线
        3.9.5 pH值对吸附量的影响
        3.9.6 PAA/纤维素水凝胶的吸附性能测试
        3.9.7 P（AA-co-AM）/纤维素水凝胶的吸附性能测试
4 结论
5 展望
6 参考文献
7 攻读硕士学位期间发表论文情况
8 致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]微晶纤维素的研究进展[J]. 吴伟兵,庄志良,景宜,戴红旗.  现代化工. 2013(08)
[2]聚（丙烯酸-丙烯酰胺）高吸水树脂的制备及性能研究[J]. 刘玉贵,张瑾,朱忠其,刘强,柳淸菊.  功能材料. 2013(02)
[3]细菌纤维素纳米纤维的细胞相容性评价[J]. 杨光,王彩霞,杨雪霞.  纤维素科学与技术. 2012(04)
[4]BC/PAM双网络水凝胶的制备及性能研究[J]. 王彩霞,杨光,洪枫.  纤维素科学与技术. 2012(03)
[5]聚乙烯醇/丙烯酰胺接枝共聚物水凝胶的制备及表征[J]. 史林峰.  中国组织工程研究. 2012(21)
[6]聚乙烯醇/玉米秸秆微晶纤维素复合膜的制备与性能[J]. 李春光,许可,崔节虎,刘蕾,王彦秋,张锐.  化工新型材料. 2012(05)
[7]细菌纤维素（BC）增强PVA/PVP复合水凝胶的制备及性能表征[J]. 李文迪,容建华,林志丹,张秀菊.  高分子学报. 2012(04)
[8]聚酰基硫脲树脂对Cu2+的吸附性能研究[J]. 秦重虎,王微宏,邓晓洋,刘广义,钟宏.  应用化工. 2011(12)
[9]聚丙烯酸/聚（N-异丙基丙烯酰胺）互穿网络水凝胶的制备及其性能[J]. 詹秀环,田博士,姚新建.  精细石油化工. 2010(05)
[10]丙烯酸-丙烯酰胺共聚高吸水性树脂的紫外聚合及其性能研究[J]. 买买提江·依米提,斯玛伊力·克热木,司马义·努尔拉.  辐射研究与辐射工艺学报. 2010(01)

硕士论文
[1]离子交换细菌纤维素的合成及其吸附性能的初步研究[D]. 马波.南京理工大学 2008
[2]细菌纤维素的制备及结构与性能研究[D]. 李静.青岛大学 2008
[3]细菌纤维素的发酵生产及其物理化学性质初探[D]. 谭玉静.东华大学 2007



本文编号：3163606